[发明专利]二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的方法

摘要

本发明提供了一种二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的方法。它包括(1)原料收集和预处理；(2)厌氧发酵制氢和氢气净化；(3)沼气发酵和沼气发电；(4)沼液处理和微藻固定二氧化碳；(5)沼渣加工和能源草种植；(6)余热回收利用。本发明方法适合处理各种类型的有机废弃物，可应用于农业有机废弃物、工业有机废弃物、生活有机垃圾、污泥等的处理以及新能源开发等行业，通过该发明方法的应用，能够落实循环经济的具体应用示范，在消除环境污染的同时获取清洁能源，且在此过程中无温室气体排放，能够实现废弃物处理、清洁可再生能源生产、二氧化碳减排的三重效果。

主权项

一种二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料收集和预处理：收集各种有机废弃物分别贮存于原料储存池，利用预处理装置对各种有机废弃物进行除杂、破碎、粉碎、除砂等预处理，破碎至粒径≤20mm；(2)厌氧发酵制氢和氢气净化：将预处理后的各种有机废弃物、产氢接种物和水进行混配，保证进入厌氧产氢反应器的物料总固体浓度≤30％；控制厌氧发酵制氢反应的温度为30～56℃，pH为4.5～6.5，物料停留时间为2～5天；在厌氧产氢反应器内，有机废弃物在水解产氢产酸菌的作用下发酵生成H2和CO2，产氢剩余物进入后续沼气发酵工艺；产生的H2和CO2气体混合物经CO2吸收液及气水分离器分别脱除CO2和水后获得纯氢；达到饱和的CO2吸收液通过加热和空气吹脱双重处理获得再生，从吸收液中逸出的CO2与空气的混合物经气水分离器脱水后贮存于二氧化碳储罐；(3)沼气发酵和沼气发电：产氢剩余物和产甲烷接种物混合后进入厌氧产甲烷反应器，在产甲烷菌的作用下生成沼气，控制沼气发酵的温度为30～56℃，pH为6.5～7.8，停留时间10～30天；完成沼气发酵的残余物经固液分离后分为沼渣和沼液；产生的沼气经过脱硫后进行沼气发电，沼气发电后排放出的烟道气经冷凝脱水后贮存于二氧化碳储罐；(4)沼液处理和微藻固定二氧化碳：经固液分离后的沼液，直接作为微藻的全营养培养基，沼液和接种藻液混合后进入光生物反应器，利用来自于二氧化碳储罐的CO2为碳源，进行以光合自养生长固定CO2方式的微藻培养，控制微藻培养的温度为20～40℃，光照强度为1000～8000Lux，太阳或人造光源连续24小时光照，并调节空气比例控制进气中CO2浓度为1％～40％；经过2～4周的培养后，将藻液进行气浮处理，浓度较高的微藻浆作为厌氧发酵制氢和沼气发酵的原料贮存于原料储存池；浓度较低的稀藻液作为接种藻液；(5)沼渣加工和能源草种植：经固液分离后的沼渣，进行烘干、粉碎处理后输送到能源草种植基地作为固体有机肥施用，待进入收割期，收割能源草并作为厌氧发酵制氢和沼气发酵的原料贮存于原料储存池；(6)余热回收利用：通过余热回收系统回收步骤(3)沼气发电产生的大量余热，并用于厌氧产氢反应器增温保温、厌氧产甲烷反应器增温保温、光生物反应器增温保温、以及沼渣烘干。